JP3744401B2

JP3744401B2 - 加熱処理方法と加熱処理装置

Info

Publication number: JP3744401B2
Application number: JP2001317601A
Authority: JP
Inventors: 佳行柏木
Original assignee: Meidensha Corp
Current assignee: Meidensha Corp
Priority date: 2001-10-16
Filing date: 2001-10-16
Publication date: 2006-02-08
Anticipated expiration: 2021-10-16
Also published as: JP2003120909A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、有機成分などの可燃性成分を含有する各種被処理物（例えば廃棄物、各種乾燥処理物・炭化物など）を加熱処理する方法であり、特に発生した分解ガスを次工程（燃焼処理など）に導く手段として使用する導管の温度維持を確保する有機性成分を含有する被処理物の加熱処理方法と加熱処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
有機成分を含有する各種被処理物（例えば廃棄物、各種乾燥処理物・炭化物など）を加熱処理する場合、容器内に被処理物を投入し、外部からの加熱で乾留（蒸し焼き）により分解ガスを発生させると共に炭化物を得ることが一般的である。又は、直接加熱により炭化物を得る手段も知られている。
【０００３】
被処理物としては、含有する可燃成分量は大小種々あるが、各種廃棄物（一般廃棄物、産業廃棄物など）、汚泥、焼却灰、飛灰、汚染土壌、建築廃材、各種シュレッダーダスト、金属スクラップ、有機性物質など各種のものがある。
【０００４】
上述のように、外部からの加熱で発生した乾留ガス（分解ガス）を次工程に導く手段として導管が使用される。この導管の温度が、例えば２５０℃程度以下（ガス中の可燃成分により差がある）であると、分解ガス中の可燃成分（タール、油分）が導管内壁に付着固化し、導管内径を径小にしたり、最悪の場合には、導管の閉塞を起こして、装置の運転停止や付着したタールが燃焼して、重大な事故につながる恐れがある。このため、定期的に導管を清掃する必要がある。この導管を清掃する手段の公知例として、特開２００１−９０９３４号などが知られている。また、外部に露出する導管を保温手段により保温して導管の閉塞を防止するものとして、特開２００１−１９２６６７号などが知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
（ａ）上記導管を定期的に清掃して導管の閉塞を防止する手段の公報（特開２００１−９０９３４号）によれば、効果的に堆積物を除去できるものの、その清掃作業頻度は高く煩雑なものとなる。
【０００６】
（ｂ）一方、外部に露出する導管を保温手段により保温する公報（特開２００１−１９２６６７号）では、経年により付着を防止することに、確実かつ安全性を確保することが困難である。
【０００７】
これは、導管内壁へ堆積しやすい部分は、導管の流路方向が変化する部分、突起物が存在する部分など、気体流に変化がある部分であり、単なる保温材を設けることで導管の降温を防止するだけでは付着、固化堆積を防止することは困難である。また、保温材で導管を被覆するような場合でも導管内壁への可燃成分の付着を防止することは困難である。さらに、配管の接続部は構造的に熱媒体で包囲することが困難な場合があり、大気中に露出する箇所が生じると、長期間の使用に於いて、配管にタールなどの可燃成分の付着固化が発生する恐れがある。
【０００８】
この発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、分解ガス中に含まれるタール分などの可燃成分のような物質が導管に付着、固化堆積するのを防止して導管の閉塞を防止する加熱処理方法と加熱処理装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
そこで、発明者は、熱風炉と乾留ガス燃焼炉とを近接配置し、且つ乾留ガス管を熱風炉内に導入する共に乾留ガス燃焼炉にまで延設配置することで乾留ガス管の気中露出箇所を皆無とする構成にした。
【００１０】
すなわち、導管の外周全体を熱媒体で包囲して加熱し、熱媒体としては、下記ガスを利用する。
【００１１】
・外部加熱装置に利用した熱風ガスの一部を利用した熱風ガス、
・乾留ガス燃焼炉で得た熱ガスの一部を利用した熱ガス、
・乾留ガス燃焼炉で燃焼後の排ガスの一部を利用した熱ガス、
・熱風炉で得た熱ガス、
・乾留ガス燃焼炉で得た熱ガス、
・その他施設内に設置した他の手段（例えば、ボイラ使用後の排ガス）からの熱ガス。
【００１２】
この発明は、上記の目的を達成するために、加熱処理手段で発生した分解ガス（乾留ガス）を導出する導管を、熱媒体（施設で得た熱風ガス、乾留ガス燃焼炉による熱ガス）で加熱保温し、その導管を熱風炉内を通過させて乾留ガス燃焼炉に導くように配置することで、分解ガス中に含まれるタール分などの様々な物質の付着、固化堆積を防止して導管の閉塞を防止する。
【００１３】
即ち、この発明では、有機性成分を含有する被処理物を加熱処理手段にて加熱することで発生した分解ガスを、次工程の可燃成分除去手段に導き分解ガスが含有する可燃成分を燃焼除去処理する加熱処理方法において、加熱処理手段は、回転キルンを上下方向に複数段設け、被処理物を上位の回転キルンに導入して加熱処理した後、その処理物を下位の回転キルンに搬送ダクトを介して搬送し、前記加熱処理により発生した分解ガスを、前記可燃成分除去手段に導く際に、前記可燃成分除去手段は、前記搬送ダクトと、この搬送ダクトに分解ガス導入口を介して設けられる分解ガス導管とを設けて包囲するとともに、前記導管の外部を熱媒体にて加熱保持する接続ジャケットを備え、前記加熱処理手段と前記可燃成分除去手段との間に配置する前記導管の外部を熱媒体にて加熱保持し、且つ熱風炉内を通過させて加熱保持するものである。このように構成することにより、分解ガス導管内における分解ガスの気体→液化→固化の問題が解決でき、また、処理物の搬送ダクトを接続ジャケットが包囲して、保温していることから処理物が搬送ダクトを通過中に温度低下することなく上位の回転キルンで加熱された状態を維持しながら、次工程の回転キルンに導入することができ、加熱ロスが解消され、熱分解を効果的に行うことができる。
【００１４】
また、被処理物を間接加熱処理する加熱処理手段と、加熱源である熱風ガスを発生する熱風炉と、発生した分解ガスを燃焼する乾留ガス燃焼炉と、分解ガスを導く導管とを備えた加熱処理装置において、
加熱処理手段は、回転キルンを上下方向に複数段設け、前記回転キルンには、上位の回転キルンから下位の回転キルンに処理物を搬送する搬送ダクトを設け、前記搬送ダクトと、この搬送ダクトに前記分解ガス導入口を介して設けられる前記分解ガス導管とを包囲し、前記導管の外部を熱媒体にて加熱保持する接続ジャケットを備え、前記導管を、熱風炉を貫通し乾留ガス燃焼炉に延設して構成したものである。
【００１５】
さらに、分解ガスを強制的に乾留ガス燃焼炉に送風する手段を備え、その手段は、送風ブロアからなり、送風ブロアは、熱風炉からの循環熱風ガス、新鮮空気、これらの組み合わせによる気体媒体との組み合わせによる送風手段により、分解ガス媒体を搬送する。
【００１６】
前記接続ジャケット内の熱媒体は、熱風炉で発生した熱風ガス、乾留ガス燃焼炉で発生したガスの何れかである。
【００１７】
接続ジャケットと熱風炉とを連通して構成し、その連通は配管接続ではなく、接続ジャケットと熱風炉とを一体構造とするものである。
【００１８】
また、接続ジャケットと乾留ガス燃焼炉とを連通して構成し、その連通は、配管接続ではなく、接続ジャケットと乾留ガス燃焼炉とを一体構造とするものである。
【００１９】
加熱処理手段は、外部加熱によるロータリーキルン方式か、スパイラル方式（スクリュー方式を含む）である。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下この発明の実施の形態を図面に基づいて説明するに、図１及び図２Ａ，Ｂは発明の概念図である。図１の発明の概念図において、熱分解処理手段１１の下部に熱風炉１２を配置し、この熱風炉１２に近接して乾留ガス燃焼炉１３を配置する。熱分解処理手段１１で発生した乾留ガスは、導管１４を介して熱風炉１３に導かれる。
【００２１】
熱風炉１３には、導管１４に連通した送風管１５が設けられている。その送風管１５の一端は、外部に突出され、その端部に送風ブロア１６が設けられるとともに、他端は乾留ガス燃焼炉１３に導かれている。１７は、熱風炉１２と乾留ガス燃焼炉１３とを連結する送風管１５の保温接続体である。
【００２２】
上記のように構成されているので、熱分解処理手段１１で発生した乾留ガスは、導管１４から熱風炉１２内の送風管１５に導入されるために、導管１４内の乾留ガスは降温することなく、送風ブロア１６により乾留ガス燃焼炉１３に強制送風されて燃焼される。従って、導管１４の内壁にタールなどの可燃成分が付着することがなくなる。
【００２３】
次に図２Ａ，Ｂの発明の概念図について述べる。図２Ａは正面図、図２Ｂは平面図で、図２Ａ，Ｂにおいて、熱分解処理手段１１の側面に接して熱風炉１２と乾留ガス燃焼炉１３を配置し、熱風炉１２と乾留ガス燃焼炉１３とは一定の間隔を隔てて保温接続体１７で連結する。なお、動作は図１と同様にして行われる。熱風炉１２と乾留ガス燃焼炉１３の配置は、置換しても同様に行える。
【００２４】
図３、図４はこの発明の実施の形態を示す一部を切り欠いて示す概略的な正面図及び側面図で、図３、図４において、熱分解処理手段を構成する第１、第２回転キルン２１、２２を上下に設ける。
【００２５】
第１、第２回転キルン２１、２２は、回転円筒体２３、２４と、この回転円筒体２３、２４の外周にガスダクトを形成して熱風ガスを導入し、回転円筒体２３、２４を外部から加熱する外部加熱手段としての加熱ジャケット２５、２６と、回転円筒体２３、２４を両端側で回転自在に支持するローラ４６，４６’及び４７，４７’と、回転円筒体２３、２４を回転駆動する回転駆動手段２７及び２８とで構成される。
【００２６】
回転駆動手段２７及び２８は、明確には示さないが、駆動モータ、駆動歯車及び回転円筒体２３、２４の外周に設けた従動歯車から構成されていて、駆動モータはモータ制御装置（図示省略）で制御される。
【００２７】
前記回転円筒体２３の被処理物供給側には、供給側ダクト２９を設け、回転円筒体２４の処理物排出側には、排出側ダクト３０を設ける。また、上下の第１、第２回転キルン２１、２２は、搬送ダクト３１で接続され、第１回転キルン２１で処理された処理物は、図示矢印のように搬送ダクト３１を移動して第２回転キルン２２内に搬送される。
【００２８】
搬送ダクト３１の上下には、乾留ガス（分解ガス）を導管（乾留ガス管）３２に導く導入口３３、３４が設けられる。導管３２は、熱風炉３５から乾留ガス燃焼炉３６に配設された乾留ガス送風管３７に連通され、導管３２に導かれた乾留ガスを熱風炉３５の外部に設けられた乾留ガス送風用ブロア３８からの送風により乾留ガス燃焼炉３６に導入する。
【００２９】
導管３２は、接続ジャケット３９にて包囲され、接続ジャケット３９へ熱媒体が供給される。この熱媒体は、回転キルン２１を加熱した熱風ガスの一部を供給口４０から導入する。この熱風ガスの温度により導管３２を加熱して導管３２内にタール分などの可燃成分が付着固化することを防止する。
【００３０】
なお、接続ジャケット３９の内部には、接続ジャケット３９の保温と作業員保護の為などに断熱材層を形成する。また、接続ジャケット３９への熱媒体としては、乾留ガス燃焼炉３６で乾留ガスを燃焼させた加熱ガスを導入しても良い。
【００３１】
熱風炉３５には、バーナー３５ａが設けられていて、ここで発生した熱風ガスは加熱ジャケット２６から加熱ジャケット２５に供給されて第１、第２回転キルン２１、２２を加熱した後、接続ジャケット３９に導入される。接続ジャケット３９に導入された熱風ガスの一部は前記ブロア３８に供給されるとともに、排出される。
【００３２】
熱風炉３５と乾留ガス燃焼炉３６は近接して配置されるので、乾留ガス送風管３７の一部が外部に露出することになるが、露出させないように、保温接続体４１により送風管３７を被覆する。乾留ガス燃焼炉３６には、乾留ガスを燃焼させるバーナー４２が設けられるとともに、乾留ガス燃焼後の加熱ガスを熱交換器４３からバグフィルタ４４、煙突４５を介して排出する。
【００３３】
上記のように実施の形態を構成したことにより、上段の第１回転キルン２１の加熱温度が例えば、３５０℃であれば、同様な温度以上の熱ガスが接続ジャケット３９に導入されることになり、導管３２全体が同様な温度に保温維持されることとなる。従って、導管３２の突起部、流路の変化部でタール分などの可燃成分が付着固化する現象は解消される。
【００３４】
熱風炉３５内における導管（乾留ガス管）３２に連通した送風管３７には、ブロア３８が設置され、循環後の熱風ガス、又は熱風ガスと空気の混合ガスを導入して、乾留ガスを乾留ガス燃焼炉３６に導入し、バーナ４２の火炎と合いまって燃焼する。
【００３５】
熱風炉３５と乾留ガス燃焼炉３６との間は、最短で有ることが好ましい（実際には、一体化が好ましい）。両炉間に隔たりがある場合には、両者間に保温接続体４１のような断熱保温層（燃焼炉又は乾留ガス燃焼炉から加熱ガスの導入、または、無機質材による断熱層）を設ける。
【００３６】
【発明の効果】
以上述べたように、この発明によれば、乾留ガス管（導管）を包囲する接続ジャケット内温度は、熱媒体により加熱されていることから、分解ガス（乾留ガス）中のタール分などの可燃成分が付着固化することがなく、また、乾留ガス管（導管）は、熱風炉内に配置されて導通した後、乾留ガス燃焼炉に導入されていることから分解ガス（乾留ガス）中のタール分などの可燃成分が付着固化することはない。
【００３７】
従って、導管の機能低下や閉塞、装置の運転停止や事故の誘発などと言った不安定要因を解除でき、安定した装置の運転ができるとともに、施設維持を確保することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】発明の概念図。
【図２】発明の異なる概念図。
【図３】発明の実施の形態を示す一部を切り欠いて示す概略的な正面図
【図４】発明の実施の形態を示す側面図。
【符号の説明】
１１…熱分解処理手段
１２…熱風炉
１３…乾留ガス燃焼炉
１４…導管
１５…送風管
１６…送風ブロア
２１、２２…第１、第２回転キルン
２３、２４…回転円筒体
２５、２６…加熱ジャケット
２７、２８…回転駆動手段
３１…搬送ダクト
３２…導管（乾留ガス管）
３５…熱風炉
３６…乾留ガス燃焼炉
３７…送風管
３８…送風用ブロア
３９…接続ジャケット
４６，４６’、４７，４７’…支持ローラ

Claims

有機性成分を含有する被処理物を加熱処理手段にて加熱することで発生した分解ガスを、次工程の可燃成分除去手段に導き分解ガスが含有する可燃成分を燃焼除去処理する加熱処理方法において、
加熱処理手段は、回転キルンを上下方向に複数段設け、
被処理物を上位の回転キルンに導入して加熱処理した後、その処理物を下位の回転キルンに搬送ダクトを介して搬送し、前記加熱処理により発生した分解ガスを、前記可燃成分除去手段に導く際に、
前記可燃成分除去手段は、前記搬送ダクトと、この搬送ダクトに分解ガス導入口を介して設けられる分解ガス導管とを設けて包囲するとともに、前記導管の外部を熱媒体にて加熱保持する接続ジャケットを備え、
前記加熱処理手段と前記可燃成分除去手段との間に配置する前記導管の外部を熱媒体にて加熱保持し、且つ熱風炉内を通過させて加熱保持することを特徴とする加熱処理方法。
被処理物を間接加熱処理する加熱処理手段と、加熱源である熱風ガスを発生する熱風炉と、発生した分解ガスを燃焼する乾留ガス燃焼炉と、分解ガスを導く導管とを備えた加熱処理装置において、
加熱処理手段は、回転キルンを上下方向に複数段設け、
前記回転キルンには、上位の回転キルンから下位の回転キルンに処理物を搬送する搬送ダクトを設け、
前記搬送ダクトと、この搬送ダクトに前記分解ガス導入口を介して設けられる前記分解ガス導管とを包囲し、前記導管の外部を熱媒体にて加熱保持する接続ジャケットを備え、
前記導管を、熱風炉を貫通し乾留ガス燃焼炉に延設して構成したことを特徴とする加熱処理装置。
前記分解ガスを強制的に乾留ガス燃焼炉に送風する手段を備えることを特徴とする請求項２記載の加熱処理装置。
前記接続ジャケット内の熱媒体は、熱風炉で発生した熱風ガス、乾留ガス燃焼炉で発生したガスの何れかを使用することを特徴とする請求項２記載の加熱処理装置。
前記接続ジャケットと熱風炉とを連通して構成したことを特徴とする請求項２又は４記載の加熱処理装置。
前記接続ジャケットと乾留ガス燃焼炉とを連通して構成したことを特徴とする請求項２又は４記載の加熱処理装置。